Методика поверки «Государственная система обеспечения единства измерений ДЕЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ УДН-4» (MП 206.1-120-2020)

Федеральное государственное унитарное предприятие «ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ СЛУЖБЫ» (ФГУП «ВНИИМС»)

СОГЛАСОВАНО

Заместитель директора ВЭИ -

начальник отделения 312

ФГУП "РФЯЦ-ВНИИТФ

ИМ. АКАДЕМ. Е.И. ЗАБАБАХИНА"

Заместитель директора

ФГУП «ВНИИМС»

по производственной метрологии

Государственная система обеспечения единства измерений

Методика поверки

МП 206.1-120-2020

г. Москва

2020

Настоящая методика поверки распространяется на делитель напряжения универсальный УДН-4, заводской № 47575 (далее по тексту - делитель), изготовленный опытный завод ВЭИ, Москва, и устанавливает методы и средства его первичной и периодической поверки.

При проведении поверки следует руководствоваться указаниями, приведенными в п.п. 2-6 настоящей методике поверки и руководстве по эксплуатации.

Поверяемые средства измерений должны иметь прослеживаемость к ГЭТ 181-2010, ГЭТ 191-2019 и ГЭТ 204-2012.

Методом, обеспечивающим реализацию методики поверки, является метод непосредственного сличения поверяемого средства измерений с рабочим эталоном того же вида.

• 2.1 Поверка проводится в объеме и в последовательности, указанной в таблице 1.

Таблица 1 - Перечень операций при первичной и периодических поверках

• 3.1 Поверка измерителей должна проводиться при нормальных условиях применения:

• - температура окружающей среды, °C                 от +10 до +35;

• - атмосферное давление, кПа                          от 84 до 106;

• - относительная влажность воздуха, %                 от 10 до 80.

• 3.2 Напряжение питающей сети переменного тока частотой 50 Гц, действующее значение напряжения 220 В. Допускаемое отклонение от нормального значения при поверке ±10 %. Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения не более 5 %. Остальные характеристики сети переменного тока должны соответствовать ГОСТ 32144-2013.

• 4.1 К проведению поверки допускают специалистов из числа сотрудников организаций, аккредитованных на право проведения поверки в соответствии с действующим законодательством РФ, изучивших настоящую методику поверки и руководство пользовате-ля/руководство по эксплуатации и имеющих стаж работы по данному виду измерений не менее 1 года.

• 4.2 Специалист должен пройти инструктаж по технике безопасности и иметь действующее удостоверение на право проведения работ в электроустановках с квалификационной группой по электробезопасности не ниже III до и выше 1000 В.

• 5.1 При проведении поверки должны применяться основные и вспомогательные средства, указанные в таблицах 2 и 3.

Таблица 2 - Основные средства поверки

Таблица 3 - Вспомогательные средства поверки

• 5.2  Для проведения поверки допускается применение других средств, не приведенных в таблицах 2 и 3, при условии обеспечения ими необходимой точности измерений.

• 5.3 Контрольно-измерительная аппаратура и средства поверки, применяемые при поверке, должны обеспечивать требуемую точность и иметь действующие свидетельства о поверке, сертификаты калибровки или аттестаты.

При проведении поверки должны соблюдаться требования ГОСТ 12.2.007.0-75, ГОСТ 12.3.019-80, «Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок», «Правила эксплуатации электроустановок потребителей», утвержденных Главгосэнергонадзором.

Перед проведением поверки необходимо ознакомиться с настоящей методикой, эксплуатационной документацией на поверяемые устройства и средства поверки.

Должны быть также обеспечены требования безопасности, указанные в эксплуатационных документах на средства поверки.

• 7.1  При проведении внешнего осмотра должно быть установлено соответствие поверяемого делителя следующим требованиям:

• - отсутствие механических повреждений, влияющих на работоспособность, отсутствие механических повреждений соединительных кабелей и разъемов;

• - соответствие требованиям комплектности и маркировки, приведенным в эксплуатационной документации;

• 7.2 Соответствие требованиям комплектности и маркировки, а также отсутствие внешних механических повреждений проверяются визуально.

• 7.3 Результат операции поверки по 7 считается положительным, если отсутствуют внешние механические повреждения, а комплектность и маркировка соответствуют требованиям эксплуатационной документации.

• 8.1 Средства поверки должны быть подготовлены к работе согласно указаниям, приведенным в соответствующих эксплуатационных документах.

• 8.2 До проведения поверки поверителю надлежит ознакомиться с эксплуатационной документацией на делитель и используемые средства поверки.

• 8.3 Проверка электрической прочности

  • 8.3.1 Соберите схему, приведенную на рисунке 1.

    

Рисунок 1 - Схема проверки электрической прочности

• 8.3.2 С источника напряжения плавно подайте на поверяемый делитель напряжение переменного тока значение 1100 кВ и выдержите в течение 1 минуты. Скорость подъема должна быть не более 100 кВ/10 секунд.

• 8.3.3 По истечении одной минуты снимите напряжение, отключите и заземлите установку.

• 8.3.4 Делитель считается прошедшим проверку электрической прочности, если не произошло пробоя или перекрытия изоляции.

• 8.4 Опробование

• 8.3.1 Опробование проводится во время проверки относительной погрешности коэффициентов масштабного преобразования при работе с напряжением переменного тока.

• 9 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

• 9.1.1 Прямые измерения

  • 9.1.1.1 Соберите схему, приведенную на рисунке 2, на поверяемом делителе включите значение коэффициента масштабного преобразования (Ки) равным 2000.

    

Рисунок 2 - Схема проверки погрешности преобразований напряжения переменного тока

• 9.1.1.2 Подайте с источника напряжение переменного тока 50 кВ и произведите измерения с одновременным отсчетом показаний. Результаты занесите в таблицу 4.

• 9.1.1.3 Произведите измерения по п. 9.1.1.2, подавая последовательно с источника значения напряжений переменного тока промышленной частоты, равные 100, 250 и 500 кВ.

• 9.1.1.4 Произведите измерения по п. 9.1.1.3 включив на поверяемом делителе значение коэффициента масштабного преобразования равным 4000.

Таблица 4 - Результаты измерений на напряжении переменного и постоянного тока

где:

U_x - измеренные значения напряжения на выходе поверяемого делителя; и₀ - измеренные значения напряжения на выходе эталонного делителя.

• 9.1.2 Проверка линейности

  • 9.1.2.1 Проверка линейности проводится по схеме, приведенной на рисунке 2 в три этапа. На каждохМ этапе закорачивается часть элементов плеча высокого напряжения, при этом плечо низкого напряжения подключается к выходу оставшихся не закороченными элементов, образуя таким образом делитель напряжения. На не закороченную часть делителя подается напряжение, вычисляемое по формуле:

U= 1100 n/N, кВ               (1)

где:

п - число оставшихся не закороченными элементов плеча высокого напряжения;

N - общее число элементов плеча высокого напряжения.

• 9.1.2.2 Поставьте закоротку из медной проволоки на верхние 8 элементов плеча высокого напряжения (между верхними электростатическими экранами и самым нижним экраном). Установите положение рычага переключения коэффициентов масштабного преобразования (Ки) в положение «2000».

• 9.1.2.3 Подайте с источника напряжение, равное 50 кВ и произведите измерения с одновременным отсчетом показаний. Результаты занесите в таблицу 5.

• 9.1.2.4 Произведите измерения по п. 9.1.2.3, подавая последовательно с источника значения напряжений переменного тока промышленной частоты, равные 150, 250, 350 и 425 кВ.

• 9.1.2.5 Произведите измерения по п. 9.1.2.3 - 9.1.2.4 установив положение рычага переключения коэффициентов масштабного преобразования (Ки) в положение «4000».

Таблица 5 - Результаты проверки линейности на напряжении переменного тока для пяти нижних элементов

• 9.1.2.6 Поставьте закоротку из медной проволоки на нижние 5 и верхние 4 элемента плеча высокого напряжения. Установите положение рычага переключения коэффициентов масштабного преобразования (Ки) в положение «2000».

• 9.1.2.7 Произведите измерения по п. 9.1.2.3, подавая последовательно с источника значения напряжений переменного тока промышленной частоты, равные 50, 125, 200, 275 и 340 кВ. Результаты занесите в таблицу 6.

• 9.1.2.8 Произведите измерения по п. 9.1.2.7 установив положение рычага переключения коэффициентов масштабного преобразования (Ки) в положение «4000».

Таблица 6 - Результаты проверки линейности на напряжении переменного тока для че-тырёх средних или четырех верхних элементов

• 9.1.2.9 Поставьте закоротку из медной проволоки на 9 нижних элемента плеча высокого напряжения. Установите положение рычага переключения коэффициентов масштабного преобразования (Ки) в положение «2000».

• 9.1.2.10 Произведите измерения по п. 9.1.2.3, подавая последовательно с источника значения напряжений переменного тока промышленной частоты, равные 50, 125, 200, 275 и 340 кВ. Результаты занесите в таблицу 6.

• 9.1.2.11 Произведите измерения по п. 9.1.2.7 установив положение рычага переключения коэффициентов масштабного преобразования (Ки) в положение «4000».

• 9.2.1 Прямые измерения

  • 9.2.1.1 Соберите схему, приведенную на рисунке 3, на поверяемом делителе включите значение коэффициента масштабного преобразования (Ки) равным 2000.

    

Рисунок 3 - Схема проверки погрешности преобразований напряжения постоянного тока

• 9.2.1.2 Подайте с источника напряжение постоянного тока 50 кВ и произведите измерения с одновременным отсчетом показаний. Результаты занесите в таблицу 4.

• 9.2.1.3 Произведите измерения по п. 9.2.1.2, подавая последовательно с источника значения напряжений постоянного тока, равные 100, 250 и 500 кВ.

• 9.2.1.4 Произведите измерения по п. 9.2.1.3 включив на поверяемом делителе значение коэффициента масштабного преобразования равным 4000.

• 9.2.2 Проверка линейности

  • 9.2.2.1 Проверка линейности проводится по схеме, приведенной на рисунке 3 в три этапа. На каждом этапе закорачивается часть элементов плеча высокого напряжения, при этом плечо низкого напряжения подключается к выходу оставшихся не закороченными элементов, образуя таким образом делитель напряжения. На не закороченную часть делителя подается напряжение, вычисляемое по формуле:

U= 1300 n/N, кВ               (1)

где:

п - число оставшихся не закороченными элементов плеча высокого напряжения;

N - общее число элементов плеча высокого напряжения.

• 9.2.2.2 Поставьте закоротку из медной проволоки на верхние 8 элементов плеча высокого напряжения (между верхними электростатическими экранами и самым нижним экраном). Установите положение рычага переключения коэффициентов масштабного преобразования (Ки) в положение «2000».

• 9.2.2.3 Подайте с источника напряжение постоянного тока, равное 100 кВ и произведите измерения с одновременным отсчетом показаний. Результаты занесите в таблицу 7.

• 9.2.2.4 Произведите измерения по п. 9.2.2.3, подавая последовательно с источника значения напряжений постоянного тока, равные 200, 300, 400 и 500 кВ.

• 9.2.2.5 Произведите измерения по п. 9.2.2.3 - 9.2.2.4 установив положение рычага переключения коэффициентов масштабного преобразования (Ки) в положение «4000».

Таблица 7 - Результаты проверки линейности на напряжении постоянного тока для пяти нижних элементов

• 9.2.2.6 Поставьте закоротку из медной проволоки на нижние 5 и верхние 4 элемента плеча высокого напряжения. Установите положение рычага переключения коэффициентов масштабного преобразования (Ки) в положение «2000».

• 9.2.2.7 Произведите измерения по п. 9.2.2.3, подавая последовательно с источника значения напряжений постоянного тока, равные 100, 200, 300 и 400 кВ. Результаты занесите в таблицу 8.

• 9.2.2.8 Произведите измерения по п. 9.2.2.7 установив положение рычага переключения коэффициентов масштабного преобразования (Ки) в положение «4000».

Таблица 8 - Результаты проверки линейности на напряжении постоянного тока для че-тырёх средних или четырех верхних элементов

• 9.2.2.9 Поставьте закоротку из медной проволоки на 9 нижних элемента плеча высокого напряжения. Установите положение рычага переключения коэффициентов масштабного преобразования (Ки) в положение «2000».

• 9.2.2.10 Произведите измерения по п. 9.2.2.3, подавая последовательно с источника значения напряжений переменного тока промышленной частоты, равные 100, 200, 300 и 400 кВ. Результаты занесите в таблицу 8.

• 9.2.2.11 Произведите измерения по п. 9.2.2.7 установив положение рычага переключения коэффициентов масштабного преобразования (Ки) в положение «4000».

• 9.3 Определение относительной погрешности преобразований напряжения стандартизованных коммутационных импульсов

  • 9.3.1 Прямые измерения

    • 9.3.1.1 Соберите схему, приведенную на рисунке 4.

    • 9.3.1.2 Установите режим работы на напряжении стандартизованных коммутационных импульсов.

    • 9.3.1.3 На поверяемом делителе включите значение коэффициента масштабного преобразования равным 2000.

    • 9.3.1.4 Подайте с ГИН напряжение стандартизованного коммутационного импульса 70 кВ положительной полярности и произведите измерения. Результаты занесите в таблицу 9.

      

Рисунок 4 - Схема определения относительной погрешности преобразований напряжения стандартизованных коммутационных и грозовых импульсов

• 9.3.1.5 Повторите измерения по п. 9.3.1.4, подавая последовательно с ГИН напряжение стандартизованного коммутационного импульса 200 кВ, 350 и 500 кВ.

• 9.3.1.6 Произведите измерения по п.п. 9.3.1.4 - 9.3.1.5, для отрицательной полярности.

• 9.3.1.7 Произведите измерения по п.п. 9.3.1.4 - 9.3.1.6 при включенном на поверяемом делителе значении коэффициента масштабного преобразования равным 4000 и значениях напряжений, равных 150, 350 и 500 кВ.

Таблица 9 - Результаты определения относительной погрешности преобразований напряжения стандартизованных коммутационных и грозовых импульсов

где:

U_x - измеренные значения напряжения на выходе поверяемого делителя; Uo - измеренные значения напряжения на выходе эталонного делителя.

• 9.3.2 Проверка линейности

  • 9.3.2.1 Соберите схему, приведенную на рисунке 5.

  • 9.3.2.2 Установите режим работы на напряжении стандартизованных коммутационных импульсов.

  • 9.3.2.3 На поверяемом делителе включите значение коэффициента масштабного преобразования равным 2000.

9.3.2.4 Подайте с ГИН напряжение стандартизованного коммутационного импульса

500 кВ положительной полярности и произведите измерения. Результаты занесите в таблицу 10.

1 - Источник постоянного напряжения для заряда ГИН

Рисунок 5 - Схема проверки линейности коэффициентов масштабного преобразования при работе на напряжении стандартизованных коммутационных и грозовых импульсов

• 9.3.2.5 Произведите измерения по п. 9.3.2.4, подавая последовательно с ГИН напряжения 1000,1500, 2000 и 2200 кВ.

• 9.3.2.6 Произведите измерения по п.п. 9.3.2.4 - 9.3.2.5, для отрицательной полярности.

• 9.3.2.7 Произведите измерения по п.п. 9.3.2.4 - 9.3.2.6 при включенном на поверяемом делителе значении коэффициента масштабного преобразования равным 4000.

Таблица 10 - Результаты проверки линейности коэффициентов масштабного преобра-зования при работе на напряжении стандартизованных коммутационных импульсов

где:

Uxx - значение напряжения на выходе поверяемого делителя для каждого значения Uном;

Uox- значение напряжения измеренное ДН-500 + В7-78/1 для каждого значения Uhom.

• 9.4.1 Прямые измерения

• 9.4.1.1 Соберите схему, приведенную на рисунке 4.

• 9.4.1.2 Установите режим работы на напряжении стандартизованных грозовых импульсов.

• 9.4.1.3 На поверяемом делителе включите значение коэффициента масштабного преобразования равным 2000.

• 9.4.1.4 Подайте с ГИН напряжение стандартизованного грозового импульса 70 кВ положительной полярности и произведите измерения. Результаты занесите в таблицу 9.

• 9.4.1.5 Повторите измерения по п. 9.4.1.4, подавая последовательно с ГИН напряжение стандартизованного коммутационного импульса 200 кВ, 350 и 500 кВ.

• 9.4.1.6 Произведите измерения по п.п. 9.4.1.4 - 9.4.1.5, для отрицательной полярности.

• 9.4.1.7 Произведите измерения по п.п. 9.4.1.4 - 9.4.1.6 при включенном на поверяемом делителе значении коэффициента масштабного преобразования равным 4000 и значениях напряжений, равных 150, 350 и 500 кВ.

• 9.4.2 Проверка линейности

• 9.4.2.1 Соберите схему, приведенную на рисунке 5.

• 9.4.2.2 Установите режим работы на напряжении стандартизованных грозовых импульсов.

• 9.4.2.3 На поверяемом делителе включите значение коэффициента масштабного преобразования равным 2000.

• 9.4.2.4 Подайте с ГИН напряжение стандартизованного грозового импульса 500 кВ положительной полярности и произведите измерения. Результаты занесите в таблицу 11.

• 9.4.2.5 Произведите измерения по п. 9.3.2.4, подавая последовательно с ГИН напряжения 1000, 1500, 2000, 2500, 3000 кВ.

• 9.4.2.6 Произведите измерения по п.п. 9.4.2.4 - 9.4.2.5, для отрицательной полярности.

• 9.4.2.7 Произведите измерения по п.п. 9.4.2.4 - 9.4.2.6 при включенном на поверяемом делителе значении коэффициента масштабного преобразования равным 4000 (так же дополнительно для 3500 кВ).

Таблица 11 - Результаты проверки линейности коэффициентов масштабного преобра-зования при работе на напряжении стандартизованных грозовых импульсов

где:

U_xx - значение напряжения на выходе поверяемого делителя для каждого значения Сном»

Uox- значение напряжения измеренное ДН-500 + В7-78/1 для каждого значения U_Ho._M-

11 ПОДТВЕРЖДЕНИЕ СООТВЕТСТВИЯ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ МЕТРОЛОГИЧЕСКИМ ТРЕБОВАНИЯМ

• 11.1 Напряжение переменного тока

• 11.1.1 Вычислите относительную погрешность преобразований напряжения переменного тока по результатам измерений по п. 9.1.1 по формуле:

5Ки= 100(Ku3-Uo/Ux-Ku)/Ku              (1)

где:

К_иэ - значение коэффициента масштабного преобразования делителя напряжения из состава ЭСНПТ-500;

Ки - номинальное значение коэффициента масштабного преобразования поверяемого делителя (2000 или 4000).

Результаты занесите в соответствующие ячейки таблицы 12.

Таблица 12 - Результаты измерений на напряжении переменного тока

• 11.1.2 Вычислите получившиеся коэффициентов масштабных преобразований Ких напряжения переменного тока по результатам измерений по п. 9.1.2 по формуле:

Kux = Ku₃Uo/Ux                           (2)

Результаты занесите в соответствующие ячейки таблиц 13 и 14.

• 11.1.3 По получившимся значениям Кц_х в таблица 13 и 14 определите нелинейность ЗК_Л по формуле:

5Кл= 100(Ких/Кц мин ~ 1)                      (3)

где:

Ких - значение коэффициента масштабного преобразования для х-го значения Ином;

Кимин - значение коэффициента масштабного преобразования для значения минимального значения Uhom.

Результаты занесите в соответствующие ячейки таблиц 13 и 14.

Таблица 13 - Результаты проверки линейности на напряжении переменного тока для пяти нижних элементов

Таблица 14 - Результаты проверки линейности на напряжении переменного тока для четырёх средних или четырех верхних элементов

• 11.2.1 Вычислите относительную погрешность преобразований напряжения постоянного тока по результатам измерений по п. 9.2.1 по формуле 1, где Кц_э - значение коэффициента масштабного преобразования делителя напряжения ДН-500.

Результаты занесите в соответствующие ячейки таблицы 15.

Таблица 15 - Результаты измерений на напряжении постоянного тока

• 11.2.2 Вычислите получившиеся коэффициентов масштабных преобразований Ких напряжения постоянного тока по результатам измерений по п. 9.2.2 по формуле 2.

Результаты занесите в соответствующие ячейки таблиц 16 и 17.

• 11.2.3 По получившимся значениям Кц_х в таблица 16 и 17 определите нелинейность 8К_Л по формуле 3.

Результаты занесите в соответствующие ячейки таблиц 16 и 17.

Таблица 16 - Результаты проверки линейности на напряжении переменного тока для пяти нижних элементов

Таблица 17 - Результаты проверки линейности на напряжении переменного тока для четырёх средних или четырех верхних элементов

• 11.3.1 Вычислите относительную погрешность преобразований напряжения постоянного тока по результатам измерений по п. 9.3.1 по формуле 1, где Киэ - значение коэффициента масштабного преобразования делителя напряжения эталонного из состава ИС-500.

Результаты занесите в соответствующие ячейки таблицы 18.

Таблица 18 - Результаты измерений на напряжении стандартизованных коммутацион-ных и грозовых импульсов

• 11.3.2 Определите нелинейность 8К_Л по результатам измерений по п. 9.3.2 по формуле: 5К_Л = 100 (1 - (Uox-Ux500) / (UxX-Uo500))                         (4)

где:

Uxx - значение напряжения на выходе поверяемого делителя для Х-го значения U_Hom; Uox- значение напряжения измеренное ДН-500 + В7-78/1 для Х-го значения Ином;

Ux5oo - значение напряжения на выходе поверяемого делителя для значения и_Ном=500 кВ:

U_O500- значение напряжения измеренное ДН-500 + В7-78/1 для значения U_HOm=500 кВ. Результаты занесите в соответствующие ячейки таблицы 19.

Таблица 19 — Результаты проверки линейности на напряжении стандартизованных коммутационных импульсов

• 11.4.1 Вычислите относительную погрешность преобразований напряжения постоянного тока по результатам измерений по п. 9.4.1 по формуле 1, где Киэ- значение коэффициента масштабного преобразования делителя напряжения эталонного из состава ИС-500.

Результаты занесите в соответствующие ячейки таблицы 18.

• 11.4.2 Определите нелинейность 6К_Л по результатам измерений по п. 9.4.2 по формуле 4.

Результаты занесите в соответствующие ячейки таблицы 20.

Таблица 20 - Результаты проверки линейности на напряжении стандартизованных коммутационных импульсов

• 11.5 Результат проверки считаются положительным, если для всех полученных значений не превышают их соответствующих допустимых пределов, указанных в таблицах с 12 по 20.

• 12.1 Положительные результаты поверки оформляются свидетельством о поверке согласно требованиям нормативных документов (НД) Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии.

• 12.2 При отрицательных результатах свидетельство о поверке не выдается, ранее выданное свидетельство о поверке аннулируется, запись о поверке в паспорте гасится, и выдается извещение о непригодности согласно требованиям НД Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии.

Начальник отдела 206.1

ФГУП «ВНИИМС»

Научный сотрудник отдела 206.1

ФГУП «ВНИИМС»

С.Ю. Рогожин

16